[发明专利]棉花KCS12基因的启动子及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域中棉花KCS12基因的启动子及其应用。

背景技术

我国是全球最大的棉花生产国，棉花作为首要的纤维作物和重要的油料作物在我国国民经济中起着举足轻重的作用。由于人民对于生活水平要求的不断提高，纺织工业快速发展，以至对棉纤维品质的要求越来越高。我国棉花纤维品质偏差，比强度也比较低，棉纤维品质问题已成为制约我国棉花产业可持续发展的主要障碍。

棉纤维发育可分成四个相互重叠的时期：纤维细胞的起始(开花前1天至开花后2-3天)、伸长(开花后2-3天至25天)、次生壁沉积(开花后16天至45天)及成熟期(开花后45天至50天)。对于快速伸长时期的纤维，其伸长的峰值速率可达到2毫米/天。纤维的长度与强度决定了纤维的品质，研究棉纤维发育的分子机理是棉花遗传改良的基础。

启动子位于基因5’端上游(非翻译区)的一段DNA序列，作为调控基因表达的“开关”，控制基因表达的起始时间和表达的程度，因此，启动子是决定基因特异性表达的DNA序列，受其调控的基因表达呈现明显的组织特异性和发育的阶段性。在棉纤维遗传改良中，纤维特异启动子是重要的基因工程元件，利用此类启动子可驱动对纤维品质改良有用的基因在纤维中实现特异性的表达。因此，分离与克隆特异性强、活性高的启动子是棉纤维基因工程改良的重要内容，是建立棉花高效遗传转化体系的基础。

启动子不仅决定着基因的时空表达，也决定了基因的表达强度。目前，在植物基因工程中，CaMV35S启动子被广泛应用。CaMV35S启动子是组成型表达启动子，驱动外源基因在植物各组织的发育过程中表达。但是，在利用分子生物学手段对植物进行改良的过程中，人们更希望插入的外源基因可以在特定的组织中特异表达，从而在获得优良性状的同时不影响其他特性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种DNA分子。

本发明所提供的DNA分子，来源于棉花(Gossypium spp.)，为如下1)-3)中任一所述的DNA分子：

1)序列表中序列1所示的DNA分子；

2)在严格条件下与1)的DNA分子杂交且具有相同功能的DNA分子；

3)与1)或2)的DNA分子具有90％以上同源性且具有相同功能的DNA分子。

含有所述DNA分子的表达盒、重组表达载体、转基因细胞系或重组菌也属于本发明的保护范围。

所述重组表达载体为用所述DNA分子替换pCAMBIA 1305载体上的35S启动子得到的重组表达载体。

本发明的另一个目的是提供所述DNA分子在使目的基因在棉纤维细胞中表达中的应用。

所述棉纤维细胞为棉花胚珠中的棉纤维细胞。

所述棉花为野生型陆地棉徐州-142。

本发明构建了1个KCS12基因启动子片段(1,145bp)驱动GUS基因表达载体。GUS组织化学染色证实这个启动子片段能指导报告基因在棉花纤维中正常表达。因此，KCS12启动子可用于研究棉花纤维的发育、品质改良以及外源基因在棉花纤维中的特异表达。

附图说明

图1为实时定量qRT-PCR检测KCS12基因在棉花不同组织的表达。

图2为棉花胚珠瞬时表达体系分析KCS12 promoter-pCAMBIA1305载体启动GUS基因的表达。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、克隆陆地棉KCS12基因启动子序列

一、获得陆地棉KCS12基因启动子序列

1、用染色体步移法获得基因KCS12编码区上游的启动子序列

由于棉花基因组信息尚不完整，用染色体步移法(Genomic Walking)以获得基因编码区上游的启动子序列。染色体步移法是基于PCR和平端内切酶的一项技术。基因组DNA用平端内切酶消化后的片段与Adaptor相连，以此作为模板，用针对Adaptor设计的引物和基因内部引物进行PCR，可以由一段已知的序列来寻找相近的未知基因组DNA序列。